Wat is glas en hoe wordt het geproduceerd?
Glas is een hard materiaal dat gewoonlijk breekbaar en doorzichtig is en veel voorkomt in ons dagelijks leven. Het bestaat hoofdzakelijk uit zand (silicaten, SiO2) en een alkali.
Deze materialen smelten bij hoge temperatuur (d.w.z. gesmolten viskeuze toestand) samen; vervolgens worden zij snel afgekoeld en vormen zij een stijve structuur, maar zij hebben niet genoeg tijd om een kristallijne regelmatige structuur te vormen.
Afhankelijk van het uiteindelijke gebruik en de toepassing zal de samenstelling van het glas en de afkoelsnelheid variëren om de juiste eigenschappen voor de specifieke toepassing te verkrijgen. Dit zijn de gebruikelijke ingrediënten om glas te verkrijgen:
1. Zand (SiO2 silica)
In zijn zuivere vorm bestaat het als een polymeer, (SiO2)n. 
2. Natriumcarbonaat (natriumcarbonaat Na2CO3)
Normaal wordt SiO2 zacht tot 2000°C, waar het begint te degraderen (bij 1713°C kunnen de meeste moleculen zich al vrij bewegen). Door soda toe te voegen, daalt het smeltpunt tot 1000°C, waardoor het beter hanteerbaar wordt.
3. Kalksteen (calciumcarbonaat of CaCo3) of dolomiet (MgCO3)
Ook bekend als kalk, calciumcarbonaat komt van nature voor als kalksteen, marmer of krijt.
De soda maakt het glas wateroplosbaar, zacht en niet erg duurzaam. Daarom wordt kalk toegevoegd om de hardheid en chemische duurzaamheid te verhogen en de materialen onoplosbaar te maken.
Andere materialen en oxiden kunnen worden toegevoegd om de eigenschappen te verhogen (kleuring, duurzaamheid, enz.), verschillende effecten, kleuren, enz. te produceren.
|
Belangrijkste eigenschappen van glasDit zijn de belangrijkste eigenschappen van glas: – Massief en hard materiaal – Ongeordende en amorfe structuur – Breekbaar en gemakkelijk in scherpe stukken te breken – Transparant voor zichtbaar licht – Inert en biologisch inactief materiaal. – Glas is 100% recycleerbaar en een van de veiligste verpakkingsmaterialen vanwege zijn samenstelling en eigenschappen Glas wordt gebruikt voor architectonische toepassingen, verlichting, elektrische transmissie, instrumenten voor wetenschappelijk onderzoek, optische instrumenten, huishoudelijk gereedschap en zelfs textiel. Glas bederft, corrodeert, vlekt of verbleekt niet en is daarom een van de veiligste verpakkingsmaterialen. Deze eigenschappen kunnen worden gewijzigd en veranderd door toevoeging van andere verbindingen of door warmtebehandeling. |
Soorten glas en markttoepassing
De belangrijkste soorten glas worden hieronder beschreven:
Commercieel glas of Soda-lime glas: 
Dit is het meest voorkomende commerciële glas en minder duur. De samenstelling van soda lime glas is normaal 60-75% silica, 12-18% soda, en 5-12% kalk. Een laag percentage van andere materialen kan worden toegevoegd voor specifieke eigenschappen zoals kleuring.
– Het heeft lichte transmissie aangewezen om in vlakglas in vensters worden gebruikt;
– Het heeft een vlot en niet-poreus oppervlakte dat glazen flessen en verpakkingsglas toestaat om gemakkelijk worden schoongemaakt;
– De recipiënten van het natronkalkglas zijn vrijwel inert, bestand tegen chemische aanval van waterige oplossingen zodat zullen zij de inhoud binnen niet verontreinigen of zullen de smaak beïnvloeden.
Waar zuiver glas SiO2 geen UV-licht absorbeert, laat soda lime glas geen licht door met een golflengte van minder dan 400 nm (UV-licht).
De nadelen van soda lime glas is dat het niet bestand is tegen hoge temperaturen en plotselinge thermische veranderingen. Zo heeft iedereen wel eens meegemaakt dat een glas kapot ging bij het overgieten van vloeistof bij hoge temperatuur, bijvoorbeeld om thee te zetten.
Soda-lime glas wordt vooral gebruikt voor flessen, potten, drinkglazen voor dagelijks gebruik en vensterglas.
Loodglas: 
Loodglas is samengesteld uit 54-65% SiO2, 18-38% loodoxide (PbO), 13-15% soda (Na2O) of potas (K2), en diverse andere oxiden. Wanneer het gehalte aan PbO minder dan 18% bedraagt, spreekt men van kristalglas.
– In matige hoeveelheden verhoogt lood de duurzaamheid;
– In hoge hoeveelheden verlaagt het het smeltpunt en verlaagt het de hardheid, waardoor een zacht oppervlak ontstaat;
– Bovendien heeft het een hoge brekingsindex, waardoor glas een hoge glans heeft.
Deze laatste twee eigenschappen maken het geschikt voor decoratieve doeleinden.
Glas met een hoog loodoxidegehalte (d.w.z. 65%) kan worden gebruikt als stralingsafschermend glas, omdat lood gammastralen en andere vormen van schadelijke straling absorbeert, bijvoorbeeld voor de nucleaire industrie.
Zoals soda-lime glas is loodglas niet bestand tegen hoge temperaturen of plotselinge temperatuurwisselingen.
Borosilicaatglas:
Borosilicaatglas bestaat voornamelijk uit silica (70-80%), booroxide B2O3 (7-13%) en kleinere hoeveelheden van de alkaliën (natrium- en kaliumoxiden), zoals 4-8% Na2O en K2O, en 2-7% aluminiumoxide (Al2O3). 
Boron is beter bestand tegen thermische veranderingen en chemische corrosie.
Het is geschikt voor industriële chemische procesinstallaties, in laboratoria, in de farmaceutische industrie, in lampen voor krachtige lampen, enz. Borosilicaatglas wordt ook thuis gebruikt voor kookplaten en andere hittebestendige producten. Het wordt gebruikt voor huishoudelijke keukens en scheikundelaboratoria, omdat het beter bestand is tegen thermische schokken en een grotere nauwkeurigheid mogelijk maakt bij laboratoriummetingen bij het verwarmen en afkoelen van experimenten.
Er zijn nog andere speciale glassoorten door toevoeging van verschillende stoffen. Bijvoorbeeld:
|
Element |
Properties |
| Aluminiumoxide | Het verbetert de chemische weerstand en verhoogt de viscositeit in lagere temperatuurbereiken |
| Cerium | Om infrarode stralen te absorberen |
| Kleurstoffen |
Metalen en metaaloxiden om van kleur te veranderen (bijv. mangaan en selenium voor ontkleurd gas, kobalt voor blauw, koper voor rood, nikkel geeft blauw, violet of zwart glas, titanium geeft geelbruin, enz.). |
| Bariumoxide | Glas dat barium bevat is niet helemaal zo zwaar als loodkristal, maar bereikt een vergelijkbare schittering door de hoge brekingsindex. |
| Fluor | Fluor-bevattende materialen, zoals vloeispaat (CaF2) of fosfaten om kleine kristallijne deeltjes in het glas te vormen waardoor ze een troebele en ondoorzichtige indruk maken |
| Recent ontwikkelde vormen van glas zijn onder andere:
|
|
– Veiligheidsglas, opgebouwd uit twee stukken vlakglas die met elkaar verbonden zijn door een kunststof om te voorkomen dat het glas bij breuk versplintert.
Chemie % naar gewicht van de meest voorkomende soorten glas
| Element |
Soort glas |
|||||||
| Gesmolten silica | Soda-kalksiliciumdioxide | Boro-silicaatglas | Aluminiumsilicaatglas | loodboraatglas | ||||
| SiO2 | 100% | 60- 75% | 70-81% | 62% | 54-65% | |||
| Al2O3 | 2-7% | 17% | 2% | |||||
| CaO | 5-12% | 8% | ||||||
| MgO | 4% | 7% | ||||||
| Na2O | 12-18% | 4-8% | 1% | 13-15% | ||||
| K2O | ||||||||
| B2O3 | 7-13% | 5% | ||||||
| PbO | 18-38% | |||||||
Meer informatie over andere soorten materialen kunt u vinden op de volgende web-pagina’s:
Roestvast staal Monel
Teflon Polypropyleen PVC Polyvinyl Chloride
Informatie over de periodieke elementen is te vinden op deze webpagina:
Elementen van het periodiek systeem